PROGRAMMA

Corso di: Campi Elettromagnetici nella Materia
Laurea in Scienze dei Materiali;
A.A. 2011-2012 , Docente: Achille Giacometti
PROGRAMMA
I. ATOMI A MOLTI ELETTRONI
1. Particelle identiche
2. Principio di esclusione di Pauli
3. Forze di scambio per 2 elettroni: stati di singoletto e di tripletto
4. Atomo di He
5. Metodo di Hartree del potenziale “efficace”
6. Caratteristiche generali degli atomi a molti elettroni
7. Costruzione della tavola periodica
8. Meccanismi di eccitazione degli atomi
9. Correzioni all’approccio di potenziale efficace
10. Commento sulla degenerazione dei livelli
11. Effetti Zeman
12. Effetto Stark
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MOLECOLE E LEGAME CHIMICO
Introduzione
Legame ionico
Fenomenologia del legame covalente
Legame covalente per molecola H2+
Molecola H2
Teoria di Heitler-London per molecola H2
Il rotatore rigido
Generalità sugli spettri molecolari
L’approssimazione di Born-Oppenheimer
III. STATISTICHE CLASSICHE E QUANTISTICHE
1. Necessità di una trattazione statistica
2. Premilimari matematici
3. Statistica classica e distribuzione di Maxwell-Boltzmann
4. Statistiche quantistiche e indistinguibilità delle particelle
5. Confronto tra i tre tipi di particelle
6. Principio del bilancio dettagliato e distribuzione di Maxwell-Boltzmann
7. Principio del bilancio dettagliato e distribuzione di Bose-Einstein
8. Principio del bilancio dettagliato e distribuzione di Farmi-Dirac
9. Confronto tra le tre distribuzioni
10. Formula di Plack e gas di fotoni
11. Teoria di Einstein della transizione spettrale
12. Teoria del Laser
13. Schema base del pompaggio ottico
IV.
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GAS DI ELETTRONI E STATO SOLIDO
Gas di elettroni e densità degli stati
Termodinamica del gas perfetto
Teoria classica della conduzione elettrica: modello di Drude
Particella in una scatola
Gas di elettroni e modello di Sommerfeld
Programma definitivo
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Corso di: Campi Elettromagnetici nella Materia
Laurea in Scienze dei Materiali;
A.A. 2011-2012 , Docente: Achille Giacometti
6. Strutture cristalline e reticolo di Bravais
7. Densità di massimo impacchettamento
8. Difetti del cristallo
9. Cristalli ionici e costante di Madelung
10. Cristalli covalenti
11. Elettroni in un potenziale periodico e teorema di Bloch
12. Teoria delle bande mediante metodo LCAO
13. Calore specifico di un cristallo
V. PROPRIETA’ DIELETTRICHE E OTTICHE
1. Potenziale di un dipolo elettrico
2. Campo elettrico di un dipolo
3. Energia potenziale di un dipolo elettrico e di dipolo-dipolo
4. Campo generato da una spira percorsa da corrente e momento magnetico
5. Forza su una spira e enegia potenziale di un momento magnetico in campo esterno
6. Polarizzabilità atomica
7. Cariche libere, legate e vettore spostamento elettrico
8. Onde elettromagnetiche in un mezzo dispersivo
9. Coefficiente Hall classico e magnetoresistenza
10. Conducibilità AC
11. Radiazione elettromagnetica in un metallo
12. Regime di alte frequenze: frequenza di plasma
13. Oscillazioni di plasma e plasmoni
14. Solodi molecolari e forze di van der Waals
15. Proprietà ottiche dei solidi
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PROPRIETA’ MAGNETICHE
Campi magnetici nella materia
Diamagnetismo
Paramagnetismo
Teoria classica di Langevin del paramagnetismo
Fenomenologia del ferromagnetismo
Spiegazione qualitativa dell’origine del ferromagnetismo
SEMICONDUTTORI OMOGENEI ED INOMOGENEI
Conduttori, isolanti e semiconduttori
Dipendenza dalla temperatura della mobilità
Semiconduttori intrinseci ed estrinseci
Esempi di semiconduttori
Numero di portatori di carica in equilibrio termico e legge di azione di massa
Caso dei semiconduttori estrinseci
Fenomeni generali dei semiconduttori estrinseci
Livelli delle impurezze
Popolazione dei livelli delle impurezze in equilibrio termico
Densità di portatori per semiconduttori drogati in equilibrio
Programma definitivo
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